TWI422126B

TWI422126B - 散熱風扇

Info

Publication number: TWI422126B
Application number: TW98101571A
Authority: TW
Inventors: Zhi-Ya Yang; Wen-Gao Wang
Original assignee: Foxconn Tech Co Ltd
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2014-01-01
Also published as: TW201029300A

Description

散熱風扇

本發明涉及一種散熱風扇，特別是涉及一種具有高潤滑特性的散熱風扇。

風扇是電腦散熱系統的關鍵組成部件，對提高風扇的運行壽命、可靠性及保障電腦系統的穩定運行至關重要。風扇軸承一般採用潤滑油潤滑，而習知風扇軸承的保油效果一般不甚理想，隨著軸承內潤滑油的損耗，風扇轉軸與軸承內壁之間的摩擦會相應增加，從而降低軸承的壽命，進而減少風扇的使用壽命。

目前，本領域技術人員主要是藉由於散熱風扇的軸承系統中導入保油結構，以達到增強軸承的潤滑和密封的效果。如將軸承裝入扇框的中柱後於軸承的上方設置一扣環，扣環與中柱之間藉由熱熔中柱的頂端後，使中柱的頂端水平向內折彎變形以固定該扣環，達到密封的目的。然而，該軸承的組裝需要借助一熱熔工具來達成，組裝過程複雜，且組裝後該扣環使得整個軸承系統與扇框之間為固定連接，需維修拆卸時需破壞整個扇框，造成成本的浪費。

鑒於此，有必要提供一種便於組裝及拆卸的具有高潤滑特性的散熱風扇。

一種散熱風扇，包括扇框、定子、轉子及軸承系統，該扇框包括一從底部向上突設形成的中柱，該中柱內設有一收容空間，該軸承系統包括收容於該中柱的收容空間內的軸承，該扇框的底部設有一與該收容空間的底端連通的凹陷部，該凹陷部的直徑大於該收容空間的直徑，該中柱的底端向該凹陷部所在方向形成至少一第一卡扣結構，該軸承系統還包括一收容於該凹陷部內用以密封該收容空間底端的油蓋，該油蓋上設有與該至少一第一卡扣結構相扣合的至少一第二卡扣結構。

該風扇的扇框藉由於底部設置與中柱內的收容空間連通凹陷部，並設置收容於該凹陷部內可密封該收容空間的油蓋，使得該散熱風扇的組裝可反次序進行，避免軸承系統與扇框之間必須藉由熱熔扇框來達到密封的目的，節省組裝步驟，且油蓋與扇框之間藉由分別設置第一、第二卡扣結構連接，便於拆卸以維修或者更換零部件。

10‧‧‧扇框

12‧‧‧底部

122‧‧‧凹陷部

1221‧‧‧頂壁

1223‧‧‧側壁

14‧‧‧中柱

142‧‧‧收容空間

145‧‧‧突出部

146‧‧‧扣勾

1461‧‧‧扣柱

1463‧‧‧倒勾

20‧‧‧軸承系統

21‧‧‧扣環

213‧‧‧擋油環

214‧‧‧突緣

215‧‧‧台階面

23‧‧‧軸承

231‧‧‧軸孔

232‧‧‧凹槽

24‧‧‧儲油元件

25‧‧‧密封圈

26‧‧‧油封結構

27‧‧‧磁吸結構

271‧‧‧磁鐵

273‧‧‧導磁軛鐵

28‧‧‧油蓋

281‧‧‧底壁

282‧‧‧環形壁

283‧‧‧卡柱

284‧‧‧支撐面

285‧‧‧通孔

29‧‧‧耐磨片

30‧‧‧定子

40‧‧‧轉子

47‧‧‧轉軸

50‧‧‧儲油空間

圖1為散熱風扇的組合示意圖。

圖2為圖1中散熱風扇的立體分解示意圖。

圖3為圖1中散熱風扇的另一角度的立體分解示意圖。

圖4為圖3中散熱風扇的圈IV的局部放大圖。

圖5為圖1中散熱風扇沿V-V線的剖面示意圖。

圖6為圖5中散熱風扇的圈VI的局部放大圖。

請參閱圖1至圖3，該散熱風扇包括一扇框10，一軸承系統20，一定子30及一轉子40。該轉子40對應設置於該定子30的外圍，包括一可旋轉地收容於該定子30內的轉軸47，轉子40和定子30分別收容於扇框10內。

扇框10包括一底部12和一中柱14。該中柱14從扇框10的底部12中央向上一體突設形成。中柱14頂端為一開口端，其中央形成一收容空間142。中柱14頂端水平向內折彎形成一突出部145。中柱14內收容空間142的內徑大於該該中柱14頂端的突出部145所在位置的內徑。該底部12的中央從下表面向上表面所在方向凹陷形成一圓柱狀的凹陷部122。請一併參閱圖4，該凹陷部122的直徑大於收容空間142的直徑，包括一與中柱14底端連接的環形頂壁1221及一連接於該頂壁1221外周緣與底部12的下表面之間的環形側壁1223。該凹陷部122與中柱14的收容空間142軸向連通。該中柱14底端向下一體延伸形成複數第一卡扣結構。本實施例中，該第一卡扣結構為三個扣勾146。每一扣勾146包括一從該凹陷部122的頂壁1221的下表面向下延伸的扣柱1461及形成於該扣柱1461底端的倒勾1463。所述倒勾1463分別面向該凹陷部122的側壁1223，且與該側壁1223之間間隔一定距離。

軸承系統20包括扣環21、軸承23、儲油元件24、耐磨片29、磁吸結構27、密封圈25以及油蓋28。軸承23為內部具有大量孔隙的含油軸承，軸承23內部形成一供所述轉軸47軸向穿設延伸的軸孔231。該軸承23頂端的內周緣處設有一環形的凹槽232。該凹槽232與該軸承23內部的軸孔231相連通。該軸承23於凹槽232處的直徑大於其軸孔231的直徑，於軸承23頂端形成一環形的台階。請一併參閱圖5，該扣環21、轉軸47與軸承23頂端之間共同形成一近似封閉的儲油空間50，該儲油元件24收容於該儲油空間50內。

儲油元件24呈圓環型柱體狀。該儲油元件24可恰好收容於該軸承23頂端的凹槽232內，該儲油元件24的底面在凹槽232內與軸承23的頂面相互接觸，且該儲油元件24的外圓周表面在凹槽232內與軸承23的側面相互接觸。該儲油元件24由多孔材料，如聚氨酯塑膠泡沫(俗稱海綿)或發泡金屬等製成。該儲油元件24的內部形成大量的孔隙，用以吸收當轉軸47高速運轉時從軸承23內甩出的潤滑油。

扣環21包括一環形的擋油環213及一從擋油環213的上表面向上垂直延伸的環形的突緣214。該擋油環213的內徑略大於轉軸47的外徑，其內緣延伸靠近轉軸47的外表面而與轉軸47的外表面之間形成一微小的間隙。該擋油環213的外徑大於該突緣214的外徑，突緣214的外周緣與擋油環213的外周緣相互錯開，從而於擋油環213的上表面於靠近突緣214的位置形成一台階面215。該台階面214的寬度與中柱14頂端的突出部145的寬度大致相等。

磁吸結構27包括一磁鐵271及一導磁軛鐵273。該磁鐵271收容於導磁軛鐵273內部，上表面暴露出導磁軛鐵273以面向轉軸47。由於導磁軛鐵273的磁通量較大，可使得磁鐵271於被其覆蓋的表面的各個方向均不會產生漏磁，而僅產生一向上的軸向磁通量用以吸附轉軸47，以維持轉子40的轉動平衡，避免轉子40高速運轉時沿軸向方向向上浮動。

油蓋28包括圓形的底壁281、從底壁281的中央向上垂直延伸的環形壁282及形成於該環形壁282內表面的複數卡柱283。該底壁281 的外徑與該底部12的凹陷部122的內徑大致相等，該底壁281可恰好收容於該凹陷部122內。該底壁281上沿該環形壁282的外周緣設有與中柱14底端的第一卡扣結構扣合的複數第二卡扣結構。本實施例中，該第二卡扣結構為對應與扣勾146卡扣連接的三個貫穿該底壁281的通孔285。所述通孔285的形狀、位置及大小分別與該凹陷部122的頂壁1221上的扣勾146的形狀、位置及大小相對應。所述卡柱283沿環形壁282的內表面的圓周方向等間隔設置，每一卡柱283的頂面為一傾斜的導引面。該環形壁282頂端的外徑小於其底端的外徑，從而於環形壁282的頂端與底端相連接處形成一環形的支撐面284。該密封圈25呈環形。油蓋28的環形壁282的頂端的外徑與該密封圈25的內徑大致相等，該環形壁282的底端的外徑與密封圈25的外徑大致相等，因此，該密封圈25恰好套設於該油蓋28的頂端，且座設於該支撐面284上。

組裝時，先將扣環21藉由扇框10的底部12的凹陷部122置入中柱14內，中柱14頂端的突出部145壓合在扣環21的台階面215上；然後再裝入軸承23，使得扣環21的擋油環213藉由緊配合的方式貼設於該軸承23的頂端與中柱14的突出部145之間，從而將該扣環21固定於中柱14的頂端；其次分別將耐磨片29和磁吸結構27置於軸承23的底端，其中該耐磨片29位於軸承23與磁吸結構27之間；最後將密封圈25套設於油蓋28的環形壁282的頂端的外圍，使該密封圈25與油蓋28共同形成一外形和尺寸分別與該中柱14內收容空間142的底端部分的內表面相匹配的油封結構26，並將該油封結構26固定於扇框10的底部12，以將該軸承系統20密封地裝設於中柱14內。請一併參閱圖6，該油蓋28的底壁281收容於凹陷部122內，且底壁281的上表面與收容部12的頂壁1221的下表面相互抵觸，從中柱14底端向下延伸的扣勾146對應穿設該底壁281上的通孔285，藉由倒勾1463分別勾住所述通孔285外側的壁部而將該油封結構26固定。所述卡柱283頂端的導引面可導引環形壁282在外力作用下平穩地向收容空間142的內部運動，該卡柱283的設置使得油蓋28具有更好的相容與緊配效果，使得該環形壁282的內表面緊密貼設於該磁吸結構27的外表面，環形壁282的外表面緊密抵接於該中柱14的底端部分的內表面，且密封圈25藉由緊配合的方式設置於環形壁282的外表面與中柱14內表面之間的間隙內。該油蓋28與中柱14共同形成一收容所述扣環21、軸承23、耐磨片29及磁吸結構27的密封的容置空間。然後再分別組裝定子30和轉子40。

工作時，定子30和轉子40的磁場交互作用驅動轉子40旋轉。由於離心力作用沿轉軸47飛濺出來的潤滑油聚集到軸承23上方的儲油空間50。由於擋油環213的阻擋，往外飛濺的潤滑油幾乎全部被聚集在儲油空間50內，被儲油元件24吸附。該擋油環251和儲油元件24可防止被聚集在儲油空間50內的潤滑油繼續沿轉軸47甩出，特別是當風扇側放或者倒放使用時，該儲油元件24借助內部的大量孔隙產生較強的毛吸力，將聚集在儲油空間50的潤滑油吸收過來，同時由於該軸承23本身也是內建大量孔隙的結構，儲油元件24回收的潤滑油進一步傳遞至該含油軸承23中，以及藉由軸承23的外表面與中柱14之間的間隙回流至收容空間142的底部，而進入下一循環，該油蓋28與密封圈25組成的油封結構26可以防止潤滑油從中柱14的底端洩漏。

由於該扇框10的底部12的凹陷部122的設置，使得該中柱14的底端形成為開口，因此，該軸承系統20的組裝過程可以藉由該底端的開口反次序進行，即可先組裝扣環21、軸承23、耐磨片29等其他元件於該中柱14內，再藉由加設包括該油蓋28與密封圈25的油封結構26於該開口處以形成密封的軸承系統，從而避免了在習知技術中必須先組裝耐磨片29、軸承23，最後再組裝扣環21時需藉由熱熔扇框10以將該扣環21固定達到密封該軸承系統的目的。且由於該油蓋28與扇框10之間為卡扣式可拆卸連接，因此該風扇的軸承系統維修拆卸更換元件方便，有利於節省成本。

綜上所述，本發明符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。